Procesos de manofactura

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La manufactura es la aplicación de procesos físicos y químicos para alterar la geometría,
propiedades o apariencia de un material de inicio dado para fabricar piezas o productos.

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INGENIERÍA MECANICA
Materia:
PROCESO DE MANUFACTURA
Semestre-Grupo:
IV “UNICO”
Producto Académico:
PORTAFOLIO
Tema:
TODOS LOS ABORDADOS EN LA MATERIA
Presenta:
KEVIN LUIS BATISTA BEJARANO (126Z0141)
Docente:
ING. DIEGO GRIJALVA DELGADO
H. Y G. ALVARADO, VER. 02 DE JULIO DEL 2014
INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR
DE ALVARADO

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Instituto Tecnológico Superior de Alvarado

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ASIGNATURA: PROCESO DE MANUFACTURA
CARRERA: INGENIERIA MECÁNICA
CLAVE DE ASIGNATURA: MED-1025
HT, HP, CR: 2, 3, 5.
COMPETENCIA ESPECIFICA: ampliar y aplicar procesos de manufactura y seleccionar el
óptimo para la fabricación de productos de clase mundial e implantar esta en la industria.
UNIDAD I: INTRODUCCIÓN A LA MANUFACTURA.
COMPETENCIA ESPECÍFICA POR UNIDAD: Planear y aplicar los procesos de manufactura y
seleccionar el óptimo para la fabricación de productos.
Temas:
1.1 Introducción a los procesos de manufactura.
1.2 Tipos de productos.
1.3 Ingeniería inversa.
1.4 Análisis de la fabricación.
Actividades de aprendizaje (trabajos de investigación):
a) Investigar los diferentes tipos de producción que se llevan a cabo en las industrias
manufactureras.
b) Investigar los conceptos y que es la ingeniería inversa tomando en cuenta consideraciones
económicas y su desarrollo sustentable en el entorno de manufactura.
c) Generar un reporte donde exponga y argumenten sus puntos de vista fundamentando en lo
que investigarán para finalmente obtener una conclusión.
UNIDAD I: INTRODUCCIÓN A LA MANUFACTURA

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La manufactura es importante en lo tecnológico, económico e histórico. La tecnología se define
como la aplicación de la ciencia para proporcionar a la sociedad y a sus miembros aquellos
objetos que necesitan o desean. Que tienen en común esos objetos todos son manufacturados.
En cuanto a la economía, la manufactura es un medio importante con el que una nación crea
bienestar material.
Que es la manufactura:
La palabra manufactura se deriva de la palabras latinas manus (manos) y factus (hacer); la
combinación de ambas significa hecho a mano.
Definición de manufactura:
La manufactura se puede definir de dos maneras: una tecnológica y la otra económica.
En el sentido tecnológico: la manufactura es la aplicación de procesos físicos y químicos para
alterar la geometría, propiedades o apariencia de un material de inicio dado para fabricar piezas o
productos.
Los procesos para llevar a cabo la manufactura: involucran una combinación de máquinas,
herramientas, energía y trabajo manual.
En el sentido económico: a manufactura es la transformación de los materiales en artículos de
valor mayor por medio de una o más operaciones de procesamiento o ensamblado.
INDUSTRIAS MANUFACTURERAS
La manufactura es una actividad importante, pero no se lleva a cabo por sí misma. Se ejecuta
como una actividad comercial de las industrias que venden productos a los clientes.
El tipo de manufacturas que una empresa realiza depende de la clase de producto de la fábrica.
Proceso de
manufactura
M
aq
ui
na
ria
H
er
ra
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as
En
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gía
Tr
ab
aj
o
Pieza de
inicio
Pieza
procesada
Sobrantes y
desperdicios
Material
de inicio
Mat. en proceso
Procesos de manufactura,
valor agregado $$ $$$
Pieza procesada

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Esta relación se va a realizar primero con el examen de los tipos de industrias manufactureras y
después con la identificación de los productos que generan.
INDUSTRIAS MANUFACTURERAS: son empresas y organizaciones que producen o
suministran bienes y servicios.
Las industrias se clasifican como: primarias, secundarias o terciarias.
INDUSTRIA PRIMARIA: cultivan y explotan recursos naturales tales como la agricultura y
minería.
INDUSTRIA SECUNDARIA: toman la salida de las primarias y las convierten en bienes de
consumo y capital. En esta categoría la manufactura es la actividad principal.
INDUSTRIA TERCIARIA: constituyen el sector de servicios de la economía.
Ejemplo:
Primaria Secundaria Terciaria (servicios)
Agricultura Aeroespacial Bancos
OPERACIONES DE PROCESAMIENTO
Una operación de procesamiento utiliza energía para modificar la forma, las propiedades físicas o
la apariencia de una pieza, a fin de agregar valor al material.
La forma de la energía incluyen la mecánica, térmica, eléctrica y química.
La energía se aplica en forma controlada por medio de maquinaria y herramientas. También se
requiere de la energía humana.
El material alimenta el proceso, las máquinas y herramientas aplican energía para transformar el
material y la pieza terminada sale del proceso.
Se distinguen tres categorías de operaciones de procesamiento:
1. Operaciones de formado.
2. Operaciones de mejoramiento de una propiedad.
3. Operaciones de procesamiento de una superficie.
Operaciones de formado: alteran la geometría del material inicial de trabajo por medio de varios
métodos, (moldeado, forja y maquinado).
Operaciones de mejoramiento de una propiedad: agregan valor al material con la mejora de sus
propiedades físicas de la forma, (tratamiento térmico).
Operaciones de procesamiento de una superficie: se ejecutan para limpiar, tratar, recubrir o
depositar material sobre la superficie exterior del trabajo, (recubrimientos, cromado, galvanizado,
pintado, etc.).

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Procesos de formado: aplican calor o fuerzas mecánicas o una combinación de ambas para que
cambien la geometría del material de trabajo.
Hay varias maneras de calificarlos:
1. Procesos de moldeado: el material con el que se comienza es un líquido o semi-líquido
que se enfría y solidifica para formar la geometría de la pieza.
2. Proceso de sinterizado o de partículas: son partículas en forma de polvos que se forman y
calientan con la geometría deseada.
3. Proceso de deformación: los materiales con que se comienza es un sólido dúctil (metal)
que se deforma para crear la pieza.
4. Procesos de remoción de material: se inicia con un material sólido (dúctil o quebradizo) a
partir del cual se retira material de modo que la pieza resultante tenga la geometría que se
busca.
Copiar del libro:
Procesos de deformación.
Procesos de partículas.
Procesos de maquinado.
OPERACIONES DE ENSAMBLADO
El segundo tipo básico de operaciones de manufactura es el ensamblado, en el que dos o más
piezas separadas se unen para formar una nueva entidad.
Dichos componentes se conectan ya sea en forma permanente o semi-permanente.
Los procesos de unión permanentes incluyen la soldadura homogénea, soldadura fuerte,
soldadura blanda y unión mediante adhesivos.
Forman una unión de componentes que no se pueden separar con facilidad.
Los métodos de ensamblado mecánico existen para sujetar más de dos piezas, que se puede
desarmar a conveniencia.
El uso de tornillos, remaches y otros sujetadores mecánicos son métodos tradicionales
importantes de esta categoría.
El ensamblado permite a través de la unión (permanente o no permanente) conformar una
máquina, la cual funcionará en sincronía con todos sus elementos que la conforman.
Ensamblado el de componentes electrónicos que conforman una máquina electrónica como una
licuadora, computadora, televisión, etc., los cuales consisten en paquetes de circuitos integrados,
tarjetas, módulos, etc.
Para que la manufactura tenga un valor relevante esta se apoya en lo siguiente:
a) Ingeniería de manufactura.
b) Planeación y control de la producción.
c) Control de calidad.
Página 13,
14 y 15.
Examen el lunes
10/Marzo/14
Primera unidad

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ÍNDICE
Introducción______________________________________________________________________1
Objetivo____________________________________________________________________________1
a) Tipos de producción que se llevan a cabo en las industrias
manufactureras________________________________________________________3-14
b) Ingeniería inversa____________________________________________________14-17
Bibliografía______________________________________________________________________18
c) Reporte_________________________________________________________________19-20
Conclusión_______________________________________________________________________20

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INTRODUCCIÓN
La manufactura y sus procesos es la manera de transformar y valorizar los
recursos naturales que podemos encontrar (materia prima) para darles uso y así
puedan suplir las necesidades de los seres humanos. A medida que transcurre el
tiempo se da el desarrollo de nuevos materiales, que gracias a los procesos se
vuelven más complejos, es entonces cuando surge la necesidad de estudiar y
perfeccionar los diferentes procesos de manufactura a través de los cuales pasan
los materiales. El presente trabajo tiene como finalidad ampliar nuestros
conocimientos adquiridos durante las clases de procesos de la manufactura. Es
de suma importancia que nosotros como futuros profesionalitas de ingeniería
mecánica tengamos conocimientos de los diversos procesos de manufactura de
mayor aplicación para la fabricación de piezas y materiales, así como de los
procesos industriales básicos.
OBJETIVO GENERAL
Con la elaboración de este trabajo se pretende proporcionar un conocimiento
básico sobre los procesos de fabricación y manufactura para la ampliación de
nuestros conocimientos acerca de la materia para nuestra futura carrera
ingenieril.
• Identificar qué procesos son los adecuados, según la pieza a maquinar.
• Conocer la importancia del estudio de los procesos de manufactura.
• Conocer la aplicación de los procesos de fabricación estudiados con
aplicaciones comunes en la industria.
• Conocer ventajas y limitaciones de cada proceso de manufactura.
• Poder seleccionar y aplicar la secuencia de manufactura técnica para una pieza
en específico.
a) Investigar los diferentes tipos de producción que se lleven a
cabo en las industrias manufactureras

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Industria manufacturera
Es la actividad económica que transforma una gran diversidad de materias primas
en diferentes artículos para el consumo.
Está constituida por empresas desde muy pequeñas (tortillerías, panaderías y molinos,
entre otras) hasta grandes conglomerados (armadoras de automóviles, embotelladoras de
refrescos, empacadoras de alimentos, laboratorios farmacéuticos y fábricas de juguetes,
por ejemplo). De acuerdo con los productos que se elaboran en ellas, la industria
manufacturera se clasifica en 10 tipos de actividad*:
I. Productos alimenticios, bebidas y tabaco
II. Maquinaria y equipo
III.
Derivados del petróleo y del carbón, industrias químicas del
plástico y del hule
IV. Industrias metálicas
V. Productos a base de minerales no metálicos
VI. Industrias textiles, prendas de vestir e industrias del cuero
VII. Papel, impresión e industrias relacionadas
VIII. Otras industrias manufactureras
IX. Industria de la madera
X. Fabricación de muebles y productos relacionados
*Las industrias manufactureras tienen 21 divisiones, pero para representar con mayor facilidad la información, se han
agrupado en 10.
1) Productos alimenticios bebidas y tabacos
Elaboración, conservación y envasado de productos alimentarios para consumo
humano y para animales así como la elaboración de bebidas alcohólicas y no

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alcohólicas, al beneficio del tabaco y a la elaboración de productos de tabaco.
2) Maquinaria y equipo
Fabricación de maquinaria y equipo para las actividades agropecuarias, la construcción, la
industria extractiva, para las industrias manufactureras, para el comercio y los servicios;
fabricación de equipo de aire acondicionado, calefacción, refrigeración industrial y comercial;
motores de combustión interna, turbinas y transmisiones, y de otra maquinaria y equipo
para la industria en general. Fabricación de computadoras y equipo periférico; equipo
de comunicación; equipo de audio y video; componentes electrónicos; instrumentos de
medición, control, navegación, equipo médico electrónico, fabricación y reproducción
masiva de medios magnéticos y ópticos. Fabricación de accesorios de iluminación,
aparatos eléctricos de uso doméstico, equipo degeneración y distribución de energía
eléctrica y otros equipos y accesorios eléctricos. Fabricación de equipo de transporte,
como automóviles y camiones; carrocerías y remolques; partes para vehículos
automotores; equipo aeroespacial, equipo ferroviario, embarcaciones y otro equipo de
transporte.
3) Derivados del petróleo y del carbón, industrias químicas del plástico
y del hules
Refinación de petróleo crudo, fabricación de productos de asfalto; aceites y grasas
lubricantes, y de otros productos derivados del petróleo refinado y del carbón mineral;
fabricación de productos químicos básicos; de resinas y hules sintéticos; fibras
químicas; fertilizantes, pesticidas y otros agroquímicos; productos farmacéuticos;
pinturas, recubrimientos y adhesivos; jabones, limpiadores y preparaciones de
tocador; tintas para impresión, explosivos y otros productos químicos. Fabricación de
productos de plástico y de hule.
4) Industrias metálicas
Fundición de hierro bruto; fabricación de acero y productos de hierro y acero;
fundición, afinación, refinación y laminación de metales no ferrosos, y al moldeo por
fundición de piezas metálicas. Fabricación de productos forjados y troquelados a partir
de metal comprado; herramientas de mano metálicas sin motor y utensilios de cocina
metálicos; partes y estructuras metálicas de hierro y acero para la construcción y
productos de herrería; calderasindustriales, tanques y envases metálicos; herrajes y
cerraduras; alambre, productos de alambre y resortes; maquinado hecho sobre pedido
de piezas metálicas nuevas y usadas para maquinaria y equipo en general; fabricación
de tornillos, tuercas, remaches y similares; recubrimiento de piezas metálicas y otros
terminados metálicos, y la fabricación de otros productos metálicos.
5) Productos a base de minerales no metálicos
Fabricación de productos a base de arcillas y minerales refractarios; de vidrio y
productos de vidrio; de cemento y productos de concreto; de cal; yeso y productos de
yeso, y de otros productos a base de minerales no metálicos.

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6) Industrias textiles, prendas de vestir e industrias del cuero
Preparación e hilado de fibras textiles naturales; fabricación de hilos, telas y al
acabado y recubrimiento de textiles. Fabricación de alfombras, tapetes y esteras a
partir de hilo comprado; confección (corte y cosido) de cortinas, blancos y similares a
partir de tela comprada y de otros productos textiles, excepto prendas de vestir ;
fabricación de prendas de vestir de punto, confección de prendas de vestir y
accesorios de vestir; curtido y acabado de cuero y piel; fabricación de calzado y de
productos de cuero, piel y materiales sucedáneos, como bolsos de mano, maletas y
similares y otros productos de cuero y piel.
7) Papel, impresión e industrias relacionadas
Fabricación de pulpa (de madera y de materiales reciclados), papel, cartón, y
productos de papel y cartón; impresión hecha sobre pedido de libros, periódicos,
revistas y otros impresos; impresión de formas continuas para impresión y a realizar
actividades para la industria de la impresión, como la encuadernación y la elaboración
de placas, clichés, grabados y otros productos similares.
8) Otras industrias manufactureras
Fabricación de equipo y aparatos no electrónicos para uso médico, dental y para
laboratorio, material desechable de uso médico y de artículos oftálmicos y otras
manufacturas no clasificadas en otra parte, así como a la fabricación de ropa y equipo
de seguridad; dispositivos intrauterinos; ropa desechable, como batas, cubrebocas,
gorros, sábanas, filipinas y zapatos; cuchillería de mesa de metales preciosos; cajas
musicales; ganchos para tejer, alfileres, broches de presión, ojillos, pasadores,
hebillas, y cepillos dentales.
9) Industria de la madera
Fabricación de diversos productos de madera en aserraderos integrados; corte de
tablas y tablones a partir de la madera en rollo; impregnación y tratamiento de
maderas; fabricación de postes y durmientes a partir de madera aserrada; fabricación
de laminados y aglutinados de madera; fabricación, a partir de madera aserrada, de
productos de madera para la construcción; productos para embalaje y envases de
madera y de otros productos de madera y de materiales trenzables, excepto palma.
10) Fabricación de muebles y productos relacionados
Muebles, colchones, persianas y cortineros; así como la fabricación de restiradores,
pizarrones y colchones de agua.
La materia prima se transforma

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 ¿Cómo se hace un zapato?
Son necesarios alrededor de 60 materiales, además de la piel, tela y hule.
Para fabricar el zapato, la piel se corta, cose,
ensambla, horma y se coloca la suela.
La fabricación de un par de zapatos, de principio a fin
dura aproximadamente dos horas y se
hacen varios números de cada par.
 ¿Cómo se hace una cuerda?
El Henequén es una fibra dura de la hoja del agave
mexicano cultivada principalmente en Yucatán y es usada
para hacer cuerdas, cordones, alfombras, etc.
Proceso natural
Las fibras se limpian, es decir se eliminan de impurezas, se cardan y se alinean para
producir hilo. Al entrecruzar hilos se producen telas que se tiñen o estampan para darles
color y diseño.
 ¿Cómo se hace un clip?
El aluminio es un metal que encontramos en la corteza terrestre, en la
arcilla blanca muy pura (caolín) y en el óxido de aluminio. El aluminio es
ligero y moldeable; su color y brillo son similares a los de la plata.
Caolín Aluminio Clip
¡Es una materia prima que se puede reciclar indefinidamente!
Materia prima
Piel de vacuno
Producto final
Un par de
zapatos
A nivel
nacional...
Guanajuato es el principal productor de
calzado. Ocupa el primer lugar nacional de
producción, de 30 estados que fabrican
este producto.
Materia prima
Henequén
Producto
final
CuerdaHenequén Hilo Cuerda
Materia prima
Caolín
Producto
final
Clip

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El aluminio se usa principalmente en:
El área automotriz: en fabricación de carrocerías y tanques.
La fabricación de trenes urbanos, carros de ferrocarril y buques.
La industria eléctrica en la fabricación de cables y conductores.
La producción de artículos de uso doméstico como cacerolas, sartenes, cubiertos, etc.
Aeronáutica: en las alas de los aviones.
La fabricación de ventanas, puertas, papel aluminio, latas y escaleras.
La elaboración de clip's, reglas, broches, para la escuela y la oficina.
El aluminio en tu mochila: Clip's, broches, regla, estuche para lápices, compás etc.
Las latas de bebidas y desperdicio de aluminio, se funden
para convertirse nuevamente en hoja de aluminio, en el
proceso de reciclado no cambian las características del
material ya que se obtiene un producto con las mismas
propiedades y calidad.
 ¿Cómo se hace el pan?
Para la elaboración del pan, se requiere de 4 pasos a seguir: amasado, es decir, la mezcla
de todos los ingredientes; fermentación, tiempo de reposo para que la masa aumente el
doble de volumen; moldeo de la masa en los diferentes tipos de pan, y horneado, que
consiste en cocer la masa
 ¿Cómo se obtiene el azúcar?
La caña de azúcar se somete a un tratamiento de extracción del jugo, para
luego convertirse en guarapo. Después del proceso de evaporación y
clarificación queda un jarabe o meladura. Dicho jarabe se somete a un proceso
de evaporación hasta quedar saturado de azúcar y formarse poco a poco los
Materia prima
Harina de
trigo (además
agua, sal, azúcar,
leche, grasas y
levadura).
Producto fina
Pan
Materia prima
Caña de azúcar
Producto final
Azúcar

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cristales. Por último pasa por centrifugación o purga, hasta
convertirse en azúcar.
El azúcar se utiliza en la fabricación de dulces, refrescos, jugos y en una gran variedad de
productos.
 ¿Cómo se hace un gis?
El Yeso es un mineral común formado por sulfato de calcio hidratado en
rocas sedimentarias, desiertos y cuevas, e incluso en el fondo del mar o de
otros cuerpos de agua.
Cuando el yeso se mezcla con agua, se forma una
sustancia cremosa que se puede vaciar en moldes
para obtener gises, y figuras. También para cubrir las paredes de las
casas y para inmovilizar huesos fracturados.
 ¿Cómo se hace una goma?
El caucho natural se obtiene de la sustancia
lechosa de algunas plantas (resina o látex), para la
fabricación de productos como zapatos y guantes.
Proceso de fabricación del hule natural...
La recolección del látex o resina del árbol, se hace
mediante el proceso conocido como sangrado, que consiste en hacer
algunas incisiones en la corteza del árbol que permiten que el látex salga
poco a poco. Las incisiones se vuelven a cubrir para regenerar la corteza y
repetir el procedimiento después de un tiempo. Una vez recolectado, se
mezcla con agua e inicia su transformación, posteriormente se cuela, diluye y se agregan
algunos ácidos para pasar del estado líquido al sólido. Se tritura hasta hacerlo más suave y
pegajoso y se incorporan las sustancias necesarias para que adquiera la consistencia
deseada dependiendo del uso que vaya a tener.
Algunos productos elaborados con látex son...
Globos, banditas de goma, las gomas de borrar, las partes de goma de juguetes, los
diversos componentes de goma en instrumentos médicos, los elásticos en la ropa, las
mamilas de biberones y los chupones.
Proceso de fabricación de una goma
Con el látex se hace una masilla, parecida a la plastilina. Al ser moldeable nos permite
retocar su forma, estirarla, amasarla, al frotarla contra el papel elimina escritura de lápiz y
algunas veces de tinta.
A nivel
nacional...
En el año 2004, Veracruz
de Ignacio de la Llave es el
principal productor, a nivel
nacional, de azúcar con 18
299 846 toneladas.
Materia prima
Yeso
Producto fina
Gis
Yeso Gis
Materia prima
Hule o caucho
Producto
final
Goma
Materia prima
Algodón
Producto final
Prenda de
vestir

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 ¿Cómo se hace una prenda de vestir?
Las fibras naturales son materias primas que se extraen de algunas plantas
para la manufactura de prendas de vestir y diferentes artículos como telas,
hilos y cordeles.
Algodón Hilo Tela Vestido
El algodón es una fibra que crece alrededor de las semillas de la planta de algodón. La fibra
es utilizada para hacer telas suaves y permeables.
Otras fibras naturales de plantas y arbustos que se utilizan para fabricar hilos:
Del cáñamo que es un arbusto, se extrae una fibra muy burda pero muy útil para
la fabricación de tela para cuerdas y costales, esta fibra se llama Yute.
El lino es una fibra que es usada para la confección de blancos y ropa en general.
El capok, también llamada fibra de la Ceiba, se usa para relleno de colchones,
almohadas y colchas.
El ramio se usa para elaborar hilos resistentes para correas especiales y redes para
pescar.
La fibra abacá, se utiliza para la fabricación de hilos gruesos, cuerdas y cestos muy
duraderos.
 ¿Cómo se hace el papel?
La materia prima de la celulosa es la madera y otras plantas.
Con la celulosa se fabrican distintos tipos de papel y cartón.
La celulosa, es una sustancia fibrosa que le sirve a las plantas
como soporte y base en su estructura. La celulosa se extrae
de troncos delgados y corteza de árboles. Los más utilizados para la fabricación de
papel y cartón son los pinos, abetos, eucaliptos y abedules.
La industria manufacturera en México
Materia prima
Madera y
Plantas
Producto fina
Papel
Árbol Celulosa Papel

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Al 2011, la industria alimentaria, de las bebidas y del tabaco así como la industria productora de
maquinaria y equipo aportaron el mayor porcentaje al PIB manufacturero con 27.9 % y 26.9%
respectivamente.
La
industria manufacturera en los estados
Las entidades donde la industria manufacturera ocupa el primer lugar de aportación a su PIB
son: Coahuila de Zaragoza, Querétaro, Estado de México, Aguascalientes, Guanajuato,
Puebla y San Luis Potosí.

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TIPOS DE PRODUCCIÓN INDUSTRIAL
La fabricación es un término muy amplio e incluye muchos tipos de productos y operaciones de
producción claramente diferentes. Puede suponer muchas formas tecnológicas y orgánicas. Sin embargo,
es posible reconocer fundamentalmente las cuatro configuraciones siguientes teniendo en cuenta el
número de productos y volumen:
1. Procesos de Flujo Continuo:
En éstos se desarrolla una producción dedicada continua de grandes cantidades de producto. Aquí los
tipos de producto son pocos y los volúmenes son altos. El proceso de fabricación mantiene un flujo
continuo de materiales en bruto mediante una serie de operaciones secuenciales. Estas operaciones
transforman los materiales en bruto en un producto final. Entre los elementos típicos de los procesos de
flujo continuo se incluyen plantas químicas, refinerías de petróleo, plástico, planchas y acero, e
industrias textiles.
VIDEOS:
- http://www.youtube.com/watch?v=Cd5WnK4zR48 (químicos)
- http://www.youtube.com/watch?v=3OB4mbDP6YQ (petróleo)
- http://www.youtube.com/watch?v=DYgACquM584 (plástico)
- http://www.youtube.com/watch?v=WoISYgxowYs, http://www.youtube.com/watch?v=2Aip_Jg_BC8 (acero
parte 1 y 2)
- http://www.youtube.com/watch?v=9CrwuTUOWO0 (textiles)
Mientras que la continuidad completa es rara, suele ser más frecuente un sistema de tipo Pipeline donde
cada sección de la planta procesa una cierta cantidad de materiales y la pasa a la próxima sección. Para
aumentar al máximo el rendimiento total se utilizan técnicas de control realimentado de sección o de
planta. La disponibilidad de sensores inteligentes, de tecnología basada en el computador relativamente

21
barata, y un control por computador sofisticado ha tenido como consecuencia fábricas totalmente
automatizadas que funcionan virtualmente sin intervención humana.
2. Procesos de Prueba de Laboratorio:
Conocidos también como JOB SHOP, es un trabajo caracterizado por unos volúmenes de producción muy
bajos y una amplia gama de productos. Es muy común en industrias mecánicas de ingeniería. Este tipo de
fabricación se usa generalmente para pedidos específicos de cliente en donde existe una gran variedad
de trabajo a realizar en la planta. Por lo tanto, el equipo de producción debe ser de propósito general y
flexible para hacer posible esta variedad de trabajo, y los trabajadores deben ser de gran capacitación
para desarrollar la gama de cometidos de trabajo. Los ejemplos típicos de fabricación que se incluyen
son los vehículos espaciales, aeronaves, proyectiles, máquinas herramienta y prototipos de futuros
productos.
VIDEOS:
- http://www.youtube.com/watch?v=WNgHABGdh0Q (aviones)
- http://www.youtube.com/watch?v=c7TCpEjSuuY (misiles)
- http://www.youtube.com/watch?v=5b2eR6mbFjg (herramientas)
Los job shops son generalmente poco eficientes y tienen grandes tiempos de preparación, grandes
inventarios de trabajo en curso, y costos altos. Las razones que lo provocan son:
- Una orden para un componente o submontaje comúnmente involucra operaciones en varias máquinas
herramienta diferentes y con movimientos de una sola pieza. El movimiento de material es
generalmente realizado por trabajadores de cuello azul que tienen en consecuencia costos altos y
grandes demoras.
- El equipo y herramientas en un job shop son de propósito general y puede establecerse para casi
cualquier pieza, pero el tiempo para la estructuración de un trabajo particular sobre una máquina
herramienta de propósito general puede requerir horas e incluso días.
- Estos productos tienen unos desarrollos y tiempos de producción muy grandes, a causa de la fuerte
componente de trabajo de ingeniería, tiempo de diseño y grandes tiempos de preparación para la
adquisición de materiales y componentes especiales. También tienen un costo alto a causa del gran
contenido de diseño e ingeniería por pedido, que es la fuerza de trabajo mejor cualificada y mejor
pagada, y consecuentemente de menor curva de aprendizaje de productividad.
3. Producción por Lotes:

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En esta categoría se contempla la fabricación de lotes de tamaño medio del mismo artículo o producto.
Los lotes suelen ser producidos una sola vez o deben producirse a intervalos regulares. Los tamaños de
lotes y la frecuencia de producción de un artículo único se fijan con las políticas de control de inventario
adoptadas en marketing.
Aquí nuevamente el equipo de fabricación es de propósito general, pero diseñado para promedios de
producción más altos. Las plantas de producción por lotes incluyen los talleres de mecanizado,
fundiciones, fábricas de moldeado plástico, talleres de trabajo de prensa y cervecerías. Entre los artículos
desarrollados en plantas de fabricación por lotes se encuentran muebles, libros y aparatos domésticos.
Se ha estimado que como mucho el 75% de toda la fabricación por lotes está hecha en tamaños de lote
de 50 piezas o menos. En la actualidad la fabricación por lotes y la job shop constituyen una parte
importante de la actividad total de fabricación.
VIDEOS:
- http://www.youtube.com/watch?v=odC0W-7CfP8, http://www.youtube.com/watch?v=wmKxh7Pq3FM,
http://www.youtube.com/watch?v=FqDq6tD_fWg, http://www.youtube.com/watch?v=YF426DUYdh8,
http://www.youtube.com/watch?v=MA1bet8_oMg (cerveza partes 1 -5)
- http://www.youtube.com/watch?v=qTh-4-1e344 (impresiones)
- http://www.youtube.com/watch?v=IfrRLrlfqks (muebles)
4. Procesos Dedicados en Alto Volumen de Producción:
Esta es una fabricación dedicada continua de productos idénticos. Las líneas de producción de alto
volumen son caracterizadas por una tasa de producción muy alta y de estrecho alcance. El equipo se
dedica a la fabricación de un tipo de producto único tal como automóvil, bombillas, aparatos, etc. La
planta entera se diseña y opera para la fabricación de un tipo único de producto.
VIDEOS:
- http://www.youtube.com/watch?v=lPcFK7o9JmU (autos)
- http://www.youtube.com/watch?v=lRSvJRoYCN8 (plasmas)
Para los sistemas e instalaciones especiales de mono producto se requiere una inversión fija muy alta,
tales como líneas fijas de transporte, transportadores dedicados, almacenes, etc. Cada pieza del equipo
se perfecciona desde el punto de vista del costo y el tiempo para la operación que desempeña y el
movimiento del material se automatiza.
5. Procesos en Disposición por Tecnología de Grupo:

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Este intenta combinar la eficacia de la disposición de flujo continuo con la flexibilidad de job shop. En
esta filosofía se tratan de agrupar familias de piezas con determinada similitud en la fabricación y el
diseño. En una planta capaz de producir 10000 piezas diferentes, puede ser posible agruparlas en grupos
de 50 familias con las similitudes anteriormente referidas, de tal forma que el procesamiento de cada
miembro de una misma familia puede ser similar, resultando una mayor eficacia en la fabricación. Esta
eficacia puede obtenerse mediante la organización del equipamiento en grupos de máquinas o células
que faciliten el flujo de trabajo. En el diseño del producto existen también ventajas en la codificación y
en la clasificación de las piezas.
b) Investigar los conceptos y que es la ingeniería inversa tomando
en cuenta consideraciones económicas y su desarrollo
sustentable en el entorno de la manufactura
Ingeniería inversa
La ingeniería inversa es el proceso de descubrir los principios tecnológicos de un dispositivo,
objeto o sistema a través del análisis de su estructura, función y operación. A menudo, implica
algo desmontaje (un dispositivo mecánico , componente electrónico , programa de ordenador, o
biológico , química o materia orgánica) y el análisis de sus componentes y el funcionamiento en
detalle, ya sea con fines de mantenimiento o para apoyar la creación de un nuevo dispositivo o
programa que hace lo mismo, sin necesidad de utilizar o simplemente duplicar (sin entender) el
original.
La ingeniería inversa tiene sus orígenes en el análisis de hardware para obtener una ventaja
comercial o militar. El objetivo es deducir las decisiones de diseño de productos finales con poco
o ningún conocimiento adicional acerca de los procedimientos involucrados en la producción
original. Las mismas técnicas posteriormente se están investigando para su aplicación a los
sistemas de software de legado, no para fines industriales o de la defensa, sino más bien para
sustituir a documentación incorrecta, incompleta o no disponible.
El objetivo de la ingeniería inversa es obtener información o un diseño a partir de un producto
accesible al público, con el fin de determinar de qué está hecho, qué lo hace funcionar y cómo fue
fabricado.
Hoy en día (principios del siglo XXI), los productos más comúnmente sometidos a ingeniería
inversa son los programas de computadoras y los componentes electrónicos, pero, en realidad,
cualquier producto puede ser objeto de un análisis de Ingeniería Inversa.
El método se denomina así porque avanza en dirección opuesta a las tareas habituales
de ingeniería, que consisten en utilizar datos técnicos para elaborar un producto determinado. En
general, si el producto u otro material que fue sometido a la ingeniería inversa fueron obtenidos
en forma apropiada, entonces el proceso es legítimo y legal. De la misma forma, pueden fabricarse
y distribuirse, legalmente, los productos genéricos creados a partir de la información obtenida de
la ingeniería inversa, como es el caso de algunos proyectos de Software libre ampliamente
conocidos.
El programa Samba es un claro ejemplo de ingeniería inversa, dado que permite a sistemas
operativos UNIX compartir archivos con sistemas Microsoft Windows. El proyecto Samba tuvo
que investigar información confidencial (no liberada al público en general por Microsoft) sobre los
aspectos técnicos relacionados con el sistema de archivos Windows. Lo mismo realiza el

24
proyectoWINE para el conjunto de API de Windows y OpenOffice.org con los formatos propios
de Microsoft Office, o se hace para entender la estructura del sistema de archivos NTFS y así
poder desarrollar drivers para la lectura-escritura sobre el mismo (principalmente para sistemas
basados en GNU/Linux).
La ingeniería inversa es un método de resolución. Aplicar ingeniería inversa a algo supone
profundizar en el estudio de su funcionamiento, hasta el punto de que podamos llegar a entender,
modificar y mejorar dicho modo de funcionamiento.
Pero este término no sólo se aplica al software, sino que también se considera ingeniería inversa
el estudio de todo tipo de elementos (por ejemplo, equipos electrónicos, microcontroladores, u
objeto fabril de cualquier clase). Diríamos, más bien, que la ingeniería inversa antecede al
nacimiento del software, tratándose de una posibilidad a disposición de las empresas para la
producción de bienes mediante copiado
1
desde el mismo surgimiento de la ingeniería.
En el caso concreto del software, se conoce por ingeniería inversa a la actividad que se ocupa de
descubrir cómo funciona un programa, función o característica de cuyo código fuente no se
dispone, hasta el punto de poder modificar ese código o generar código propio que cumpla las
mismas funciones. La gran mayoría del software de pago incluye en su licencia una prohibición
expresa de aplicar ingeniería inversa a su código, con el intento de evitar que se pueda modificar
su código y que así los usuarios tengan que pagar si quieren usarlo.
La ingeniería inversa nace en el transcurso de la Segunda Guerra Mundial, cuando los ejércitos
enemigos incautaban insumos de guerra como aviones u otra maquinaria de guerra para mejorar
las suyas mediante un exhaustivo análisis.
La siguiente figura muestra los procesos que sigue la ingeniería directa, si seguimos ese camino
hacia "atrás" (o de manera inversa), hacemos ingeniería inversa, si continuamos con el camino y
planteamos cambios (o mejoras), por la derecha, ese camino nos lleva a una reingeniería, si no
alteramos el contenido de los modelos obtenidos durante los procesos de la ingeniería inversa y
seguimos el camino de la izquierda, eso se llama desarrollar una copia.
Motivación
Razones para la ingeniería inversa:
 Interconexión. Ingeniería inversa se puede utilizar cuando se requiere un sistema para interconectar
a otro sistema y cómo ambos sistemas serían negociar se va a establecer. Estos requisitos
normalmente existen para la interoperabilidad .
 Militar o comercial espionaje . Aprender acerca de las investigaciones más recientes o de la
competencia de un enemigo por el robo o la captura de un prototipo y su desmantelamiento. Esto
puede resultar en el desarrollo de productos similares, o mejores contramedidas para ello.
 Mejorar las deficiencias de documentación. La ingeniería inversa se puede hacer cuando la
documentación de un sistema para su diseño, producción, operación o mantenimiento tiene
deficiencias y los diseñadores originales no están disponibles para mejorarlo. RE de software puede
proporcionar la documentación más actualizada necesaria para comprender el estado más actual de
un sistema de software
 Obsolescencia. circuitos integrados a menudo parecen haber sido diseñados en sistemas obsoletos,
de propiedad, lo que significa que la única manera de incorporar la funcionalidad en la nueva
tecnología es la ingeniería inversa del chip existente y luego volver a diseñar él.
 Modernización del software. RE es generalmente necesario para entender el "como es" estado de
software existente o legado con el fin de estimar adecuadamente el esfuerzo necesario para migrar
conocimiento del sistema en un estado de "ser". Mucho de esto puede ser impulsado por cambios en
los requisitos funcionales, de cumplimiento o de seguridad.
 Análisis de la seguridad del producto. Para examinar cómo funciona un producto, ¿cuáles son las
especificaciones de sus componentes, estimar los costos e identificar el potencial violación de

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patentes. La adquisición de datos sensibles por el desmontaje y analizar el diseño de un componente
del sistema. Otra intención puede ser la eliminación de la protección de copia, la elusión de las
restricciones de acceso.
 Corrección de error. Para fijar (o, a veces para mejorar) software heredado que ya no es apoyado
por sus creadores (por ejemplo Abandonware).
 Creación de duplicados sin licencia / aprobados, tales copias se denominan a veces clones en el
dominio de la informática.
 Fines Académicos / aprendizaje. RE con fines de aprendizaje se pueden entender los problemas
clave de un diseño de éxito y, posteriormente, mejorar el diseño.
 Inteligencia técnica competitiva. Entender lo que uno de los competidores está haciendo
realmente, en comparación con lo que dicen que hacen.
La ingeniería inversa de las máquinas
Como el diseño asistido por ordenador (CAD) se ha vuelto más popular, la ingeniería inversa se ha
convertido en un método viable para crear un modelo virtual en 3D de una parte física existente
para su uso en 3D CAD, CAM , CAE u otro software. En el reverso- proceso de ingeniería consiste
en medir un objeto y luego reconstruirlo como un modelo 3D. El objeto físico se puede medir
utilizando escaneado 3D tecnologías como las MMC , escáneres láser , digitalizadores de luz
estructurada o CT Industrial Scanning (tomografía computarizada). Los datos medidos por sí
solos, por lo general representado como una nube de puntos , carece de información topológica y
por lo tanto a menudo se procesan y se modelaron en un formato más fácil de usar como una
malla triangular de rostro, un conjunto de NURBS superficies, o CAD modelo.
La ingeniería inversa también es utilizado por las empresas para que la geometría física existente
en los entornos de desarrollo de productos digitales, para hacer un disco digital en 3D de sus
propios productos, o para evaluar los productos de los competidores. Se utiliza para analizar, por
ejemplo, cómo funciona un producto, lo que hace, y qué componentes consiste, estimar los
costos e identificar el potencial de la patente infracción, etc.
La ingeniería de valor es una actividad relacionada también utilizada por las empresas. Se trata de
de-construcción y análisis de productos, pero el objetivo es encontrar oportunidades de
reducción de costes.
Ventajas de la Ingeniería inversa
La ingeniería inversa es un método de resolución. Aplicar ingeniería inversa a algo supone
profundizar en el estudio de su funcionamiento, hasta el punto de que podamos llegar a entender,
modificar y mejorar dicho modo de funcionamiento.
La aplicación de ingeniería inversa nunca cambia la funcionalidad del software sino que permite
obtener productos que indican cómo se ha construido el mismo. Se realiza permite obtener los
siguientes beneficios:
• Reducir la complejidad del sistema: al intentar comprender el software se facilita su
mantenimiento y la complejidad existente disminuye.
• Generar diferentes alternativas: del punto de partida del proceso, principalmente código fuente,
se generan representaciones gráficas lo que facilita su comprensión.
• Recuperar y/o actualizar la información perdida (cambios que no se documentaron en su
momento): en la evolución del sistema se realizan cambios que no se suele actualizar en las

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representaciones de nivel de abstracción más alto, para lo cual se utiliza la recuperación de
diseño.
• Detectar efectos laterales: los cambios que se puedan realizar en un sistema puede conducirnos
a que surjan efectos no deseados, esta serie de anomalías puede ser detectados por la ingeniería
inversa.
• Facilitar la reutilización: por medio de la ingeniería inversa se pueden detectar componentes de
posible reutilización de sistemas existentes, pudiendo aumentar la productividad, reducir los
costes y los riesgos de mantenimiento.
Otra definición - Ingeniería inversa
La ingeniería inversa es un procedimiento mediante el cual se toma un objeto por separado para
ver cómo funciona con la finalidad de duplicarlo o mejorarlo.
Aunque esta práctica era empleada por las antiguas industrias, en la actualidad su uso se ha
extendido al software y hardware, en cuyo caso, la ingeniería inversa aplicada al software implica
la reversión de un programa que está codificado en lenguaje maquina (lenguaje de bajo nivel) a el
código fuente de alto nivel en el que fue escrito originalmente.
La ingeniería inversa en el software tiene como objetivo recuperar el código fuente de un
programa que necesita ser corregido, mejorado o estudiado para ser nuevamente escrito y que no
cuenta con su código fuente original.
Hay que dejar en claro que la ingeniería inversa de software que tiene como objetivo el duplicado
o el estudio con propósito comercial, como el empleo de aplicar ingeniería inversa a un producto
para estudiarlo y hacer en base a este un producto de competencia, puede ser considerado como
una violación a las leyes de copyright e incluso en muchos casos, el uso de un programa bajo
licencia prohíbe esta práctica. En el caso de la ingeniería inversa de hardware, se recurre al
desmontaje de un dispositivo con la intención de comprobar cómo es que funciona, pero al igual
que sucede en la ingeniería inversa de software, aquí también está prohibido hacer esto con la
intención de fabricar un producto similar.
Otro tipo de ingeniería inversa consiste en la reproducción de imágenes en 3D de piezas ya
fabricadas cuando no se cuenta con un plano y con la finalidad de reacondicionar la pieza.
BIBLIOGRAFÍA
a) http://cuentame.inegi.org.mx/economia/secundario/manufacturera/default.aspx?tema=E#.
https://www.google.com.mx/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=3&cad=rja&uact=8&sqi=2&ved=0CD
4QFjAC&url=http%3A%2F%2Fxa.yimg.com%2Fkq%2Fgroups%2F23734681%2F1389715489%2Fname%2FTIP
OS%2BDE%2BPRODUCCI&ei=gZ8bU5iiN4a4qQGivoGYCg&usg=AFQjCNGmiRpwIHWh0vTZVMi_5MQqtW0Dy
g&sig2=jEXUQL7pQCLXWUanXV1s-Q&bvm=bv.62578216,d.aWM
http://spcgroup.com.mx/objetivos-manufactura-esbelta/
b) http://en.wikipedia.org/wiki/Reverse_engineering
http://es.wikipedia.org/wiki/Ingenier%C3%ADa_inversa

27
http://dsp.mx/blog/sistemas-de-informacion/62-que-es-ingenieria-inversa
c) Generar un reporte donde exponga y argumenten sus puntos de
vista fundamentada en la que investigaron para finalmente
obtener una conclusión
Reporte de investigación
Procesos de manufactura
Con la investigación realizada acerca de los temas ya
mencionados, ampliamos nuestros conocimientos
acerca de la elaboración de manufactura en las
diferentes industrias pues la elaboración de diversos
productos que nos rodean en nuestra vida que son
realizados mediante la manufactura como algunos
ejemplos anteriormente mencionados.
Observamos los diversos métodos de la manufactura y los diversos pasos a seguir,
entendimos que la elaboración de un producto depende de una o barias materias primas
que se convierte en un producto de más valor (ejemplo, la madera que se transforma
mediante la manufactura en diferentes tipos de productos de más valor como muebles,
útiles escolares, construcciones, etc.).
Para no complicarnos y entender más el tema de la materia observamos diversos puntos
de nuestro propio país como los diferentes productos que transforman para su
distribución, agregando diversos ejemplos para analizar con facilidad la manufactura.
Y aparte de los diversos productos realizados que observamos, también aprendimos
acerca de los diferentes tipos de producción de la industria como la de flujo continuo que
se encarga en realizar en masa los diversos productos que están a pedido (como
celulares), también como la prueba de laboratorio que esa es especial para pedidos de
gran valor (como productos tecnológicos o productos de lujo), los cuales son realizados
por trabajadores de alto desempeño de la industria pues son los productos con una gran
exigencia de calidad, otra que se observa es las producciones por lotes, esta son
especiales para producir unas ciertas cantidades de productos en un determinado
tiempo dejando un intervalo entre ellas (como productos comestibles), otra que se
observa es el Proceso Dedicado en Alto Volumen de Producción que se encarga en la
elaboración en masa de productos totalmente idénticos para abastecimiento masivo en el
mercado (como productos domésticos o de uso cotidiano), y la ultima que observamos
fue la Disposición por Tecnología de Grupo que esta se dedica a la elaboración de
diversas formas de piezas diferentes agrupadas por familias, crea en masa diversos
modelos de piezas agrupadas por tipos (piezas de coches).

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La manufactura es muy extensa y existen diversas formas de productos y producciones
para analizar, es cotidiana y necesaria en nuestra vida, y es algo que siempre estará en
contacto en nuestra profesión como ingenieros
mecánicos pues toda empresa se encarga de
transformar una materia prima en uno u otro
producto para fines económicos.
Ingeniería inversa
Lo que entendimos acerca de la ingeniería inversa es
que el proceso de descubrir los principios
tecnológicos de un dispositivo, objeto o sistema a través del análisis de su
estructura, función y operación. Lo cual nos trata dar a entender que por medio de un
análisis profundo acerca de un producto nos dará una breve idea de su funcionamiento y
elaboración, para analizar y observar con determinación su elaboración y aprender bien
acerca de su funcionamiento para no tener ninguna
idea errónea de cómo funciona, y poder entender
mejor como poder darles un excelente
mantenimiento o mejorar dicho diseño que se
observa (un dispositivo mecánico , componente
electrónico , programa de ordenador, o biológico ,
química o materia orgánica). Aparte el análisis de
sus componentes y el funcionamiento en detalle, ya
sea con fines de mantenimiento o para apoyar la
creación de un nuevo dispositivo o programa que
hace lo mismo, sin necesidad de utilizar o
simplemente duplicar (sin entender) el original.
CONCLUSIÓN
Kevin Luis Batista Bejarano
Con la realización del presente informe de investigación observamos y ampliamos
nuestros conocimientos acerca de la manufactura y de la ingeniería inversa para
familiarizarnos con los 2 diferentes temas para tener una idea concreta en el futuro de
nuestra carrera profesional y saber cómo realizar nuestro trabajo sin ninguna duda del
tema. Analizamos con determinación la estructura de los diferentes temas para bien
propio de nuestra sabiduría profesional acerca del tema (manufactura e ingeniería
inversa) con el fin de tener una idea concreta de nuestro trabajo y elaboración en las
diversas industrias en las cuales brindaremos nuestro apoyo.

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UNIDAD II
PROCESOS DE FUNDICIÓN
Competencia especifica de la unidad: identificar y aplicar el proceso de fundición a la fabricación
de piezas.
Temas que conforman la unidad:
2.1 Procedimiento de moldeo.
2.2 Modelos.
2.3 Diseño y conformación de moldes.
2.4 Equipo mecánico de moldeo.
2.5 Fundición con moldes metálicos.
2.6 Fundición centrifuga.
2.7 Fundición de presión o por revestimiento.
2.8 Fundición de colada continua.
TAREA
Actividades de investigación:
Hacer un análisis de los procesos de fundición y generar un reporte, un mapa conceptual de cada
tema que conforma la unidad. Fecha de entrega 17/03/14.
Criterios de evaluación:
Examen 50%.
Reporte 20%
Mapa conceptual 20%
Asistencia 10%
PROCESOS DE FUNDICIÓN
Los procesos de fundición consisten en hacer los moldes, preparar y fundir el metal, vaciar el
metal en el molde, limpiar las piezas fundidas y recuperar la arena para volverla a usar.
El producto de la fundición: es una pieza colada que puede variar desde una fracción de
kilogramos hasta varias toneladas; también puede variar en su composición, ya que prácticamente
todos los metales y aleaciones se pueden fundir.
Tipos de fundición
Existen dos métodos diferentes por los cuales la fundición a la arena se puede producir.
Se clasifican en fundición; de tipo de moldeo usado, ellos son:
1. Moldeo removible.
2. Moldeo disponible.
El método empleado modelo removible: la arena comprimida alrededor del moldeo del cual se
extrae más tarde de la arena. La cavidad producida se alimenta con metal fundido para crear la
fundición.

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Los modelos desechables: son hecho de poliestireno y en vez de extraer el modelo de la arena, se
evaporiza cuando el metal fundido es vaciado en el moldeo.
Para entender el proceso de fundición: es necesario conocer como se hace en un molde y que
factores son importantes para producir una buena fundición.
Los principales factores son:
1. Procedimiento de moldeo.
2. Modulo.
3. Arena.
4. Corazones.
5. Equipo mecánico.
6. Metal.
7. Vaciado y limpieza.
PROCEDIMIENTOS DE MOLDEO
Los moldes se clasifican según los materiales usados:
1. Moldes de arena verde: es el método más común que consiste en la formación del molde
con arena húmeda, usada en ambos procedimientos previamente descritos, figura 5.2.
2. Moldes con capa seca: se divide en dos métodos usados en la preparación de moldes con
capa seca:
a) En uno, la arena alrededor del modelo a una profundidad aproximada de 10mm, se
mezcla con un compuesto de tal manera que se seca y se obtiene una superficie
dura en el molde.

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b) El otro método, es hacer el molde entero de arena verde y luego cubrir superficie
con un rociador de tal manera que se endurezca la arena cuando el calor es
aplicado. Los rociadores aplicados para este propósito contienen aceite de linaza,
agua de melaza, almidón gelatinizado, y soluciones líquidas similares.
3. Moldes con arena seca: estos moldes son hechos enteramente de arena común de molde
mezclado con un material aditivo similar al que se emplea en el método anterior.
4. Moldes de arcilla: se usan para trabajos grandes, primero se construye el molde con
ladrillo o grandes partes de hierro. Luego todas partes se emplastan con una plasta de
mortero de arcilla.
5. Moldes furánicos: este proceso es bueno para la fabricación de moldes usando moldes y
corazones desechables. La arena seca de grano agudo se mezcla con ácido fosfórico el
cual actúa como un acelerador.
6. Moldes de CO2: en este proceso la arena limpia se mezcla con silicato de sodio y esta es
apasionada alrededor del modelo. Cuando el gas CO2 es alimentado a presión en el molde,
la mezcla se endurece. Da por resultado piezas de fundición lisas y de forma intrincada.
7. Moldes de metal: se usan principalmente en fundición en matriz de aleaciones de bajo
punto de fusión. Las piezas de fundición se obtienen de forma exacta con una superficie
fina, eliminando muchos trabajos de maquinado.
8. Moldes especiales: son de plástico, yeso, papel, madera y hule, todos estos son materiales
usados en moldes para aplicaciones particulares.
Los procesos de moldes en fundición comercialmente ordinaria pueden ser clasificados como:
a) Moldes en banco: este tipo de molde es para trabajos pequeños y se hace en un banco de
altura conveniente para el moldeador.
b) Moldeo en piso: se emplea cuando las piezas aumentan en tamaño y resulta difícil su
manejo, por consiguiente el trabajo es hecho en el piso. Es para piezas medianas y de gran
tamaño.
c) Moldeo en fosa: es para piezas extremadamente grandes, son moldeados en una fosa en
vez de moldear en una caja.
TAREA PARA EL PRÓXIMO MARTES.
 Modelos removibles.
 Modelos desechables.
 Entradas, rebosaderos y características de solidificación.
MODELOS
Tipos de modelos removibles

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En la figura 5.6 se muestran siete tipos de construcción de modelos. La forma más simple es el
modelo sólido o de una sola pieza mostrada en A.
Muchos modelos no pueden hacerse de una sola pieza, por la dificultad que se encuentra en el
moldeo.
Para eliminar esto, algunos se hacen en dos partes, como se muestra en la figura 5.6 B, así una
mitad del modelo descansa en la parte inferior del molde y la otra mitad en la parte superior.

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En C se muestra un modelo con dos piezas sueltas, que son necesarias para extraer el molde.
En el trabajo de producción, donde se requieren muchas piezas coladas se usan los modelos con
los canales de alimentación, como se muestra en D.
Tales modelos se hacen de metal para darle resistencia y eliminar cualquiera tendencia a la
tensión.
En E se muestra una de estas placas (placas de coincidencia) sobre la cual está montado los
modelos de dos mancuernas pequeñas.
Consiste en una placa de metal o de madera, a la cual se sujetan permanentemente los modelos y
el canal de alimentación.
El tablero soporte se muestra en F, se puede usar con modelos de canal de alimentación simple o
múltiple.

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Muchos modelos de forma regular se pueden construir con el uso de esqueleto como se ilustra en
la figura 5.6 G. el perfilado curvo puede usarse para formar parte del molde una marmita de
hierro fundido de gran tamaño y el perfilado recto para cualquier tipo de ranura o zurco.
Una de las características principales en los modelos es su tolerancia: contracción, extracción,
acabado, distorsión y golpeteo.
En el trabajo de modelos, la pregunta es el porqué, un engrane terminado o cualquier otro objeto
no puede ser usado para fabricar el molde y eliminar los problemas y el costo de hacer un
modelo.
En algunos casos esto se puede hacer, pero en general, el proceso no es práctico, porque ciertas
tolerancias van consideradas en el modelo. Estas tolerancias son: contracción, extracción,
acabado, distorsión y golpeteo.
TOLERANCIAS EN LOS MOLDES
Contracción: cuando un metal puro, así como la mayoría de las aleaciones metálicas se enfría,
ellas se contraen y para compensar la contracción, existe una regla de contracción que puede ser
usada en el trazo de las dimensiones del modelo. Una regla de la contracción para el hierro
fundido es de 1.4% en promedio de longitud, mayor que una regla estándar.
Para engranes de hierro blanco de 150mm, la contracción debe medir 156mm de diámetro.

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La contracción para latón varia con su composición de 1.56 a 2.08% y el aluminio y el
manganeso de 1.30%.
Extracción: al extraer un modelo, se debe disminuir gradualmente la tendencia al
desmoronamiento de la arista del molde en contacto con el modelo se les da ahusamiento a las
superficies de este paralelamente a la dirección en que se deban extraer. Esta inclinación de los
lados del modelo se llama “salida”.
Acabado: cuando un dibujante traza los detalles de una parte que va a ser fundida, cada superficie
que va a ser acabada a máquina esta inclinada para una marca de acabado. Esta marca le indica al
modelista donde deberá proveerse metal adicional para efectuar el acabado.
Distorsión: la tolerancia para la distorsión se aplica solamente aquellas piezas fundidas de forma
irregular que se distorsionan en el proceso de enfriamiento, debido a la contracción del metal.
Golpeteo: cuando un modelo es golpeado ligeramente estando en el molde antes de extraerlo, la
cavidad del molde aumenta ligeramente. En una pieza de tamaño medio, este aumento puede
ignorarse ligeramente. En piezas de gran tamaño o en aquellas que deben coincidir sin ser
mecanizados deberá considerarse una tolerancia por sacudidas, haciendo el modelo ligeramente
menor para compensar el golpeteo.
TAREA
Trabajo para complementar el anterior.
Materiales para modelos removibles.
Construcción de un modelo removible.
Construcción de un modelo desechable.
ARENA
Tipos de arena
La arena silica se encuentra en muchos depósitos naturales, y es adecuada para propósitos de
moldeo que puede resistir altas temperaturas sin descomponerse. Esta arena es de bajo costo,
tiene gran duración y se consigue en una amplia variedad de tamaños y formas de grano. Por otra
parte tiene una alta relación de expansión cuando está sometida al calor y tiene cierta tendencia a
fusionarse con el metal.
Pruebas de la arena
Para determinar la calidad esencial de la arena de fundición se hacen necesarias algunas pruebas
periódicas.
Las propiedades cambian por contaminación de materiales extraños; por la acción de lavado en el
recocido, por el cambio gradual y la distribución de los tamaños de grano y por la continua
exposición a altas temperaturas.
Las pruebas pueden ser tanto químicas como mecánicas, pero aparte de la determinación de los
elementos indeseables en la arena, las pruebas químicas son de poco uso.

37
La mayoría de las pruebas mecánicas son simples y no requieren equipo elaborado.
Las siguientes pruebas están diseñadas para determinar las siguientes propiedades:
1. Permeabilidad: la porosidad de la arena que permite el escape de los gases y vapores
formado en el molde.
2. Resistencia: la arena debe ser cohesiva hasta e grado de que tenga suficiente ligazón, tanto
el contenido de agua como el de arcilla afectan la propiedad de la cohesión.
3. Refractariedad: la arena debe resistir altas temperaturas sin fundirse.
4. Tamaño y forma de grano: la arena debe tener un tamaño de grano dependiente de la
superficie que se trate de producción y los granos deben ser irregulares hasta tal grado que
mantengan suficiente resistencia a la cohesión.
CORAZONES
Cuando una pieza debe tener una cavidad o hueco, tal como un agujero para un tornillo, debe
introducirse en el molde alguna forma de corazón.
Un corazón se define: algunas veces como “cualquier proyección de arena dentro del molde”.
Esta proyección puede quedar formada por el mismo molde o puede ser hecha en otra parte o
introducido en el molde después de extraer el modelo.
Se pueden formar superficies tanto internas como externas en una pieza de fundición mediante
los corazones.
Tipos de corazones
Los corazones se clasifican como:
 Corazones de arena verde.
 Corazones de arena seca.

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Los corazones de arena verde: como se muestra en la figura 5.15ª son aquellos formados por el
mismo modelo y se hace de la misma arena que el resto del molde.
Los corazones de arena seca: son los que se forman separadamente, para insertarse después que
se ha retirado el modelo y antes de cerrar el molde. Figura 5.15b.
Estos corazones se hacen con arena de río, la cual se mezcla con aglutinamiento y se hornea para
darle resistencia deseada, la caja en la cual se forma se llama caja de corazones.
EQUIPO MECÁNICO DE MOLDEO
Las máquinas pueden eliminar mucho del trabajo de moldeo, produciendo al mismo tiempo
mejores moldes.
Las máquinas de moldeo varían considerablemente en diseño y métodos de trabajo y se
denominan de acuerdo con la forma en que se realice el trabajo de apisonado.
En la figura 5.17 se ilustra por medio del diagrama, los principios usados para apisonar la arena.

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El sombreado indica la densidad o uniformidad de la arena apisonada en cada proceso.
Las máquinas que se utilizan en estos procesos se describen a continuación:
a) Máquina de percusión.
b) Máquina de prensado.
c) Máquina de percusión y prensado.
d) Máquina de percusión y prensado con volteo.
e) Máquina de diafragma para moldeo.
f) Máquina de percusión con volteo y extracción del modelo.
Máquina de percusión: está equipada con pernos ajustables para permitir el uso de diferentes
tamaños de cajas dentro de la capacidad de la máquina.
Los moldes con pesos arriba de 6000kg se pueden hacer en máquinas grandes.
Máquina de prensado: comprimen la arena de la caja entre la mesa de la máquina y un pistón
superior.
La mayor densidad del molde se obtiene en el lado sobre el cual se aplica la presión.
Debido a que es imposible obtener una densidad uniforme en el molde por este método, las
máquinas de procesos están limitadas a moldes de sólo unos cuantos centímetros de espesor.
Máquina de percusión y prensado: muchas máquinas utilizan los dos principios de percusión y
prensado.
Para producir un molde de dichas máquinas, se arma la caja con la placa de coincidencia entre la
tapa y la base, colocando el conjunto invertido sobre la mesa de la máquina. Se palea la arena
dentro de la base y se nivela poniendo un tablero inferior arriba. Luego la acción de percusión
apisona la arena y se nivela. Una vez que se nivela y se retira la presión, se retira la plancha o
tablero.
Esa máquina elimina seis operaciones manuales diferentes; apisonado, alisado, aplicación de la
arena, golpeo de moldeo, corte de alimentador y pincelado alrededor del molde.

40
Este aditamento de elevación maneja la tapa en tanto que la placa de coincidencia se quita
manualmente de la base.
Esta máquina ha sido diseñada para manejar cajas grandes que también son manejadas
convencionalmente en la máquina común de percusión-prensado.
Máquina de diafragma por moldeo: un desarrollo recientemente en máquinas de moldeo utiliza
un diafragma de hule puro para compactar la arena sobre el contorno del modelo, como se ilustra
en la figura 5.19. El proceso utiliza la misma presión de para forzar el diafragma de hule sobre
toda la superficie del molde independiente del contorno de este.
Máquina de percusión con volteo y extracción: esta máquina es para moldes grandes arriba de
5500kg que son difíciles de manejar a mano. Se han diseñado máquinas como la de la figura5.20.

41
Primero se compacta la arena por percusión, después de que la arena se empareje se coloca una
placa de fondo sobre el molde fijándolo en una posición y luego todo el conjunto se voltea y el
modelo se extrae del molde hidráulicamente. Esta máquina se usa para moldeo por separado de la
tapa y la base.
Fundición centrifuga: es el proceso de hacer girar el molde mientras solidifica el metal,
utilizando así la fuerza centrífuga, para acomodar el metal en el molde.
Con este proceso se obtiene mayores detalles sobre la superficie de la pieza y la estructura densa
del metal adquiere propiedades físicas superiores.
Las piezas de forma simétrica se prestan particularmente para este método aun cuando se pueden
producir otros muchos tipos de piezas fundidas.
Por medio de este método se obtienen piezas más económicas que por otros métodos.
Los métodos de fundición centrífuga se pueden clasificar como sigue:
1. Fundición centrifuga real.
2. Fundición semi-centrifuga.
3. Centrifugado.
Fundición centrifuga real
Se utiliza para fabricar tubos, camisas y objetos simétricos que se vacíen haciendo girar el molde
alrededor de sus ejes, ya sea vertical u horizontal.
El metal se mantiene contra las paredes del molde mediante la fuerza centrífuga, y no se hace
necesario un corazón para formar la cavidad cilíndrica en el interior.
Existen dos tipos de moldes de ejes horizontales, usan un espesor de arena altamente aislante
entre la entre cara del molde y la pieza.
En la figura 6.10 se ilustra una máquina para fundición centrifuga.

42
Otro ejemplo de fundición centrifuga se muestra en la figura 6.11.
Fundición centrifuga
En este proceso el molde se llena completamente y se enrolla alrededor del eje vertical y se
emplean rebosaderos y corazones.
El centro de la pieza generalmente es sólido, siendo mayor la precisión allí, la estructura formada
no es muy densa y las inclusiones y aire atrapado que se obtienen están presentes.
Este método es normalmente usado para partes en las cuales el centro de la pieza puede ser
maquinado.
En la figura 6.12 se muestran algunos moldes.

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Centrifugado
En este método, se generan varias cavidades de colado entorno a la porción exterior de un molde
y el metal se suministra a las cavidades por medio de administradores radiales desde el centro.
Se pueden utilizar moldes simples o arreglados en montón.
Las cavidades de los moldes se llenan a presión ocasionada por la fuerza centrífuga del metal a
medida que el molde gira.
En la figura 6.13 se muestran cinco piezas fundidas por este proceso.
El método centrifugado no está limitado para objetos simétricos, se pueden obtener piezas de
forma irregular, tales como tapas de cojinetes o pequeñas abrazaderas. La profesión dental usa
este proceso para incrustaciones de oro.
FUNDICIÓN POR REVESTIMIENTO O DE PRECISIÓN
Este proceso emplea técnicas que permiten superficies lisas, mucha exactitud en fundiciones que
están hechas para aleaciones ferrosas y no ferrosas.
La figura 6.14 muestra una pieza pequeña de fundición por revestimiento hecha de una aleación
de acero al cromo molibdeno.
No existe otro método, que pueda garantizar la producción de piezas de partes difíciles.

44
Este proceso en partes de fundición para aleaciones no maquinables y metales radiactivos.
Existe un numero de procesos empleados, pero todos se incorporan a la arena, cerámica, yeso o
de cascara de plástico hecho a partir de un modelo exacto en el cual el metal es vaciado.
Las ventajas por las técnicas por revestimiento o precisión son:
1. Se pueden fundir piezas de formas intrincadas con relieves.
2. Se obtienen piezas con superficies lisas y sin línea de partición.
3. La exactitud dimensional es buena.
4. Ciertas partes no maquinables se pueden fundir en forma pre-planeada.
5. Puede ser usada para sustituir fundiciones en matriz donde existía canales muy cortos.
Este proceso se divide en:
 Proceso de fundición de precisión a la cera perdida.
 Proceso de fundición de cascara en cerámica.
 Proceso de fundición en molde de yeso.
 Proceso de fundición de moldeo en cascara.
Proceso a la cera perdida: este proceso deriva su nombre del hecho de que el modelo de cera
utilizado en el proceso, es seguidamente fundido en el molde, dejando una cavidad que tiene
todos los detalles del modelo original.
Proceso de cascara en cerámica: este proceso es semejante al de la cera perdida, también
implica retirar de una cubierta refractaria, el modelo disponible.
El modelo se hace con cera o con plástico con bajo punto de fusión, y con frecuencia se juntan
algunos de ellos mediante soldadura de cera en un racimo como se muestra en la figura 6.15.
Fundición en molde de yeso: la mezcla a base de yeso usada en fundiciones por revestimiento
seca rápidamente con buena porosidad, pero no es permanente, es destruido en el momento en
que la pieza fundida se retira del molde.
Los moldes se hacen de un bronce fácil de maquinar y se llevan tolerancias precisas.

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Proceso de moldeo en cascara: el molde en este proceso se hace de una mezcla de arena de
silice seca, y resina fenólica, formándolo en metales de cascarones delgados, los cuales se sujetan
juntos para el vaciado como se ilustra en la serie de diagramas de la figura 6.17.
FUNDICIÓN CONTINUA
Los metales como punto de partida para la fundición continua tienen un alto grado de solidez y
uniformidad no poseída por otros métodos de producción de barras y tochos.
En forma breve, el proceso consiste en vaciar continuamente el metal fundido en el interior de un
molde, el cual tiene las facilidades para enfriar rápidamente el metal hasta el punto de
solidificación y enseguida extraerlo del molde.
Los siguientes procesos son típicos:
1. Proceso de molde alternativo: el proceso se ilustra en la figura 6.21 se utiliza un molde
de cobre alternativo enfriado por agua, la carrera hacia abajo se sincroniza con la
velocidad de descarga, de la olla.
El metal líquido es vaciado en el horno mantenedor y se descarga en el molde después de
haber sido medido a través de un orificio de 22mm a la válvula de la aguja.
El tubo de descarga es de 29mm de diámetro y libera el metal a un promedio de 3.78kg/s.
2. Proceso de asarco: difiere de otros procesos continuos en que la matriz formadora o
molde, queda integrado con el horno, y no hay problema para controlar el flujo de metal.
El metal se alimenta por gravedad al interior del molde desde el horno y se va
solidificando continuamente y es extraído por los rodillos inferiores.
3. Proceso de fundición continua con molde de latón: este proceso es para aceros al
carbono, y aceros aleados usando moldes de latón o cobre de grandes espesores, los
cuales permiten una velocidad flujo de calor que es suficiente para prevenir que el molde
no se dañado por el metal que se empieza a vaciar.

46
4. Proceso de enfriamiento directo: en este proceso se vacían en forma continua lingotes
de aluminio y de aleaciones de aluminio, formando una cascara en un molde vertical
estacionario, enfriado por agua.
La solidificación es completamente por la aplicación directa a bajo del molde.

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48
INGENIERÍA MECÁNICA
Materia:
PROCESOS DE MANUFACTURA
Semestre-Grupo:
4° “U”
Producto Académico:
INVESTIGACIÓN
Tema:
UNIDAD II
PROCESOS DE FUNDICIÓN DE METALES
Presentan:
KEVIN LUIS BATISTA BEJARANO
Docente:
ING. DIEGO GRIJALVA DELGADO
H. Y G. ALVARADO, VER. A 4 DE FEBRERO DEL 2014
INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR
DE ALVARADO

49
ÍNDICE
INTRODUCCIÓN___________________________________________________2
OBJETIVO________________________________________________________2
PROCESOS DE FUNDICIÓN_________________________________________3
2.1 PROCEDIMIENTO DE MOLDEO___________________________________8
2.2 MODELOS____________________________________________________16
2.3 DISEÑO Y CONFORMACIÓN DE MOLDEOS________________________16
2.4 EQUIPO MECÁNICO DE MOLDEO________________________________23
2.5 FUNDICIÓN CON MOLDES METÁLICOS___________________________25
2.6 FUNDICIÓN DE CENTRIFUGA___________________________________29
2.7 FUNDICIÓN DE PRECISIÓN O POR REVESTIMIENTO _______________29
2.8 FUNDICIÓN DE COLADA CONTINUA______________________________30
BIBLIOGRAFÍA___________________________________________________32
CONCLUSIÓN____________________________________________________33
INTRODUCCIÓN

50
Se denomina fundición al proceso de fabricación de piezas que consistente en fundir un
material e introducirlo en una cavidad, llamada molde, donde se solidifica y la soldadura
es un proceso de fabricación en donde se realiza la unión de dos materiales, usualmente
logrado a través de la coalescencia.
La importancia de conocer estos procesos desde
la perspectiva del ingeniero es fundamental a la
hora de enfrentarse a las diversas situaciones
que conlleva desempeñarse en el amplio campo
de la ingeniería, a la resolución de distintos
problemas que puedan presentarse a través del
conocimiento y compresión de estos procesos
de fabricación de piezas mecánicas.
Dada la complejidad de los procesos de
soldadura y fundición, debe considerarse que
para cada material existe un proceso específico
el cual garantizará las propiedades requeridas,
como ductibilidad, resistencia a la corrosión,
dureza, etc., de acuerdo al destino de la pieza
fabricada dado que, por ejemplo una mala
especificación al fabricante puede tener efectos
desastrosos en cuanto a la productividad.
OBJETIVO
 Conocer definiciones relacionadas con los procesos de fundición y moldeo.
 Conocer factores importantes que influyen en la selección de parámetros para
los procesos de fundición y moldeo.
 Conocer los componentes de un molde.
 Conocer algunos procesos de fundición utilizando moldes permanentes y moldes
desechables.
 Conocer algunos criterios de diseño de moldes, incluyendo cómputos para
el diseño de “risers”.
 Aprender a calcular estimados del tiempo de solidificación de la pieza en el molde.
 Aprender a calcular razón de flujo volumétrico en moldeo por extrusión
 Aprender a calcular medidas de los moldes de moldeo por inyección.
 2.2 PROCESOS DE FUNDICIÓN DE METALES
Los procesos de fundición del metal se dividen en dos categorías de acuerdo al tipo de moldes 1)
moldes desechables y 2) moldes permanentes. En las operaciones de fundición con molde
desechable, éste se destruye para remover la parte fundida, como se requiere un nuevo molde por
cada nueva fundición, las velocidades de producción son limitadas, ya que se requiere más
tiempo para hacer el molde que para la fundición en si, sin embargo, para ciertas partes se pueden
producir moldes y fundiciones a velocidades de 400 partes por hora o mayores. En los procesos

51
de moldeo permanente, el molde se fabrica con metal (u otro material durable) que permite usarlos
en repetidas operaciones de fundición. En consecuencia, estos procesos tienen una ventaja
natural para mayores velocidades de producción.
2.2.1 FUNDICIÓN EN ARENA
La fundición en arena es el proceso más utilizado, la producción por medio de este método
representa la mayor parte del tonelaje total de fundición. Casi todas las aleaciones pueden
fundirse en arena; de hecho, es uno de los pocos procesos que pueden usarse para metales con
altas temperaturas de fusión, como son el acero, el níquel y el titanio. Su versatilidad permite
fundir partes muy pequeñas o muy grandes (véase la figura 2.9) y en cantidades de producción
que van de una pieza a millones de éstas.
FIGURA 2.9 Fundición en arena para el cuerpo de un compresor con un peso de
680 Kg (Cortesía de Elkhart Foundry, Foto por Paragon Inc. Elkhart Indiana).
La fundición en arena consiste en vaciar el metal fundido a un molde de
arena, dejarlo solidificar y romper después el molde para remover la
fundición. Posteriormente la fundición pasa por un proceso de limpieza
e inspección, pero en ocasiones requiere un tratamiento térmico para
mejorar sus propiedades metalúrgicas.
En esta breve descripción se puede observar que la fundición en arena no solamente incluye
operaciones de fundición, sino también la fabricación de modelos y manufactura de moldes. La
secuencia se muestra en la figura 2.10.
FIGURA 2.10 Pasos en la secuencia de producción de la fundición en arena. Los pasos incluyen no
solamente las operaciones de fundición si no también la manufactura del modelo y del molde.
2.2.1.1 Modelos y corazones
La fundición en arena requiere un patrón o modelo al tamaño de la parte, ligeramente agrandado,
tomando en consideración la contracción y las tolerancias para el maquinado de la pieza final. Los
materiales que se usan para hacer estos modelos incluyen la madera, los plásticos y los metales.
La madera es un material común para modelos, por la facilidad de trabajarla y darle forma. Sus
desventajas son la tendencia a la torsión y al desgaste por la abrasión de la arena que se
compacta a su alrededor, lo cual limita el número de veces que puede usarse. Los modelos de
metal son más costosos pero duran más. Los plásticos representan un término medio entre la

52
madera y los metales. La selección del material apropiado para patrones o modelos depende en
gran parte de la cantidad total de piezas a producir.
Hay varios tipos de modelos, como se ilustra en la figura 2.11. El más simple está hecho de una
pieza, llamado modelo sólido, que tiene la misma forma de la fundición y los ajustes en tamaño
por contracción y maquinado. Su manufactura es fácil, pero la complicación surge cuando se
utiliza para hacer el molde de arena. Determinar la localización del plano de separación entre las
dos mitades del molde e incorporar el sistema de vaciado y el vertedero de colada para un modelo
sólido, puede ser un problema que se dejará al juicio y habilidad del operario del taller de
fundición. Por tanto, los modelos sólidos se usan solamente en producciones de muy baja
cantidad.
Los modelos divididos constan de dos piezas que separan la pieza a lo largo de un plano, éste
coincide con el plano de separación del molde. Los modelos divididos son apropiados para partes
de forma compleja y cantidades moderadas de producción. El plano de separación del molde
queda predeterminado por las dos mitades del molde, más que por el juicio del operador.
Para altos volúmenes de producción se emplean los modelos con placa de acoplamiento o los
modelos de doble placa (superior e inferior). En un modelo con placa de acoplamiento, las dos
piezas del modelo dividido se adhieren a los lados opuestos de una placa de madera o metal. Los
agujeros de la placa permiten una alineación precisa entre la parte superior y el fondo (cope y
drag) del molde. Los modelos con doble placa de acoplamiento son similares a los patrones con
una placa, excepto que lasmitades del patrón dividido se
pegan a placas separadas, de manera que las secciones
de la parte superior e inferior del molde se puedan
fabricar independientemente, en lugar de usar la misma
herramienta para ambas.
FIGURA 2.11 Tipos de patrones utilizados en la fundición en
arena: a) modelo sólido, b) modelo dividido, c) modelo con
placa de acoplamiento
Los patrones definen la forma externa de la fundición. Si posee superficies internas, se necesita
un corazón para definirlas. Un corazón es un modelo de tamaño natural de las superficies
interiores de la parte. El corazón se inserta en la cavidad del molde antes del vaciado, para que al
fluir el metal fundido, solidifique entre la cavidad del molde y el corazón, formando así las
superficies externas e internas de la fundición. El corazón se hace generalmente de arena
compactada. El tamaño real del corazón debe incluir las tolerancias para contracción y maquinado
lo mismo que el patrón. El corazón, dependiendo de la forma, puede o no requerir soportes que lo
mantengan en posición en la cavidad del
molde durante el vaciado. Estos soportes,
llamados sujetadores, se hacen de un metal
cuya temperatura de fusión sea mayor que la
de la pieza a fundir. Por ejemplo, para
fundiciones de hierro colado se usan
sujetadores de acero. Los sujetadores
quedan atrapados en la fundición durante el
vaciado y la solidificación. En la figura
2.12 se muestra un posible arreglo del
corazón usando sujetadores. La porción de

53
los sujetadores que sobresalen de la fundición se recortan después.
FIGURA 2.12 (a) corazón mantenido en su lugar dentro de la cavidad del molde por los sujetadores (b) Diseño
posible del sujetador (c) Fundición con cavidad interna (d) manufactura del corazón
2.2.1.2 Moldes y fabricación de moldes
El molde es una cavidad que tiene la forma geométrica de la pieza que se va fundir. La arena de
fundición es sílice (Si02) o sílice mezclada con otros minerales. Esta arena debe tener buenas
propiedades refractarias, expresadas como la capacidad de resistir altas temperaturas sin
fundirse o degradarse. Otras características importantes son: el tamaño del grano, la distribución
de tamaños del grano en la mezcla y la forma de los granos. Los granos pequeños proporcionan
mejor acabado superficial en la fundición, pero los granos grandes son más permeables, para que
los gases escapen durante el vaciado. Los moldes hechos de granos irregulares tienden a ser más
fuertes que los moldes de granos redondos debido al entrelazado de los granos, pero esto tiende
a restringir la permeabilidad.
En la fabricación del molde, los granos de arena se aglutinan por medio de una mezcla de agua y
arcilla. La proporción típica (en volumen) es 90% de arena, 3% de agua y 7% de arcilla. Se pueden
usar otros agentes aglutinantes en lugar de la arcilla, como resinas orgánicas (por ejemplo
resinas fenólicas) y aglutinantes inorgánicos (por ejemplo, silicato y fosfato de sodio). Algunas
veces se añaden a la mezcla de arena y aglutinante ciertos aditivos para mejorar las propiedades
del molde como la resistencia y permeabilidad.
En el método tradicional para formar la cavidad del molde se compacta la arena alrededor del
modelo en la parte superior e inferior de un recipiente llamado caja de moldeo. El proceso de
empaque se realiza por varios métodos. El más simple es el apisonado a mano realizado
manualmente por un operario. Además, se han desarrollado varias máquinas para mecanizar el
procedimiento de empacado, las cuales operan por medio de los siguientes mecanismos: 1)
compactación de la arena alrededor del patrón o modelo mediante presión neumática; 2) acción
de sacudimiento, dejando caer repetidamente la arena contenida en la caja junto al modelo, a fin
de compactarla en su lugar; y 3) lanzamiento, haciendo que los granos de arena se impacten
contra el patrón a alta velocidad.
Una alternativa a las cajas tradicionales para moldes de arena es el moldeo sin caja, que consiste
en el uso de una caja maestra en un sistema mecanizado de producción de moldes. Cada molde
de arena se produce usando la misma caja maestra. Se estima que la producción por este método
automatizado puede ascender hasta seiscientos moldes por hora.
Se usan varios indicadores para determinar la calidad de la arena para el molde: 1) resistencia,
capacidad del molde para mantener su forma y soportar la erosión causada por el flujo del metal
líquido, depende del tamaño del grano, las cualidades adhesivas del aglutinante y otros factores;
2) permeabilidad, capacidad del molde para permitir que el aire caliente y los gases de fundición
pasen a través de los poros de la arena; 3) estabilidad térmica, capacidad de la arena en la
superficie de la cavidad del molde para resistir el agrietamiento y encorvamiento en contacto con
el metal fundido; 4) retractibilidad, capacidad del molde para dejar que la fundición se contraiga
sin agrietarse; también se refiere a la capacidad de remover la arena de la fundición durante su
limpieza; y 5) reutilización, ¿puede reciclarse la arena del molde roto para hacer otros moldes?.
Estas medidas son algunas veces incompatibles, por ejemplo, un molde con una gran resistencia
tiene menos capacidad de contracción.
Los moldes de arena se clasifican frecuentemente como arena verde, arena seca o de capa seca.

54
Los moldes de arena verde se hacen de una mezcla de arena, arcilla y agua, el término "verde" se
refiere al hecho de que el molde contiene humedad al momento del vaciado. Los moldes de arena
verde tienen suficiente resistencia en la mayoría de sus aplicaciones, así como buena
retractibilidad, permeabilidad y reutilización, también son los menos costosos. Por consiguiente,
son los más ampliamente usados, aunque también tienen sus desventajas. La humedad en la
arena puede causar defectos en algunas fundiciones, dependiendo del metal y de la forma
geométrica de la pieza.
Un molde de arena seca se fabrica con aglomerantes orgánicos en lugar de arcilla. El molde se
cuece en una estufa grande a temperaturas que fluctúan entre 204 ºC y 316 ºC. El cocido en estufa
refuerza el molde y endurece la superficie de la cavidad. El molde de arena seca proporciona un
mejor control dimensional en la fundición que los moldes de arena verde. Sin embargo, el molde
de arena seca es más costoso y la velocidad de producción es reducida debido al tiempo de
secado. Sus aplicaciones se limitan generalmente a fundiciones de tamaño medio y grande y en
velocidades de producción bajas.
En los moldes de capa seca, la superficie de la cavidad de un molde de arena verde se seca a una
profundidad entre 10 mm y 25 mm, usando sopletes, lámparas de calentamiento u otros medios,
aprovechando parcialmente las ventajas del molde de arena seca. Se pueden añadir materiales
adhesivos especiales a la mezcla de arena para reforzar la superficie de la cavidad.
La clasificación precedente de moldes se refiere al uso de aglutinantes convencionales, ya sea
agua, arcilla u otros que requieren del calentamiento para curar. Se han desarrollado también
moldes aglutinados, químicamente diferentes de cualquiera de los aglutinantes tradicionales.
Algunos de estos materiales aglutinantes, utilizados en sistemas que no requieren cocimiento,
incluyen las resinas furánicas (que consisten en alcohol furfural, urea y formaldehído), las
fenólicas y los aceites alquídicos. La popularidad de los moldes que no requieren cocimiento está
creciendo debido a su buen control dimensional en aplicaciones de alta producción.

55
A continuación se muestra una serie de fotografías que describen el proceso de fundición en
molde de arena

56
 2.1 PROCEDIMIENTO DE MOLDEO
Proceso de producción de piezas metálicas a través del vertido de metal fundido sobre un molde
hueco, por lo general hecho de arena. El principio de fundición es simple: se funde el metal, se
vacía en un molde y se deja enfriar, existen todavía muchos factores y variables que se deben
considerar para lograr una operación exitosa de fundición. La fundición es un antiguo arte que
todavía se emplea en la actualidad, aunque ha sido sustituido en cierta medida por otros métodos
como el fundido a presión (método para producir piezas fundidas de metal no ferroso, en el que el
metal fundido se inyecta a presión en un molde o troquel de acero), la forja (proceso de
deformación en el cual se comprime el material de trabajo entre dos dados usando impacto o
presión para formar la parte), la extrusión (es un proceso de formado por compresión en el cual el
metal de trabajo es forzado a fluir a través de la abertura de un dado para darle forma a su sección
transversal), el mecanizado y el laminado (es un proceso de deformación en el cual el espesor del
material de trabajo se reduce mediante fuerzas de compresión ejercidas por dos rodillos
opuestos).
Procesos de Fundición
La realización de este proceso empieza lógicamente con el molde. La cavidad de este debe
diseñarse de forma y tamaño ligeramente sobredimensionado, esto permitirá la contracción del
metal durante la solidificación y enfriamiento. Cada metal sufre diferente porcentaje de
contracción, por lo tanto si la presión dimensional es crítica la cavidad debe diseñarse para el
metal particular que se va a fundir. Los moldes se hacen de varios materiales que incluyen arena,
yeso, cerámica y metal. Los procesos de fundición se clasifican de acuerdo a los diferentes tipos
de moldes.
Para entender el proceso de fundición, es necesario conocer cómo se hace el molde y qué los
factores son importantes para realizar un buena fundición.
Los principales factores son:
 Procedimiento del molde
 Moldeo
 Arena
 Corazones
 Equipo mecánico
 Metal
 Vaciado
 Limpieza
PROCEDIMIENTO.
Se calienta primero el metal a una temperatura lo suficientemente alta para transformarlo
completamente al estado líquido, después se vierte directamente en la cavidad del molde. En un
molde abierto el metal líquido se vacía simplemente hasta llenar la cavidad abierta. En un molde
cerrado existe una vía de paso llamada sistema de vaciado que permite el flujo del metal fundido
desde afuera del molde hasta la cavidad, este es el más importante en operaciones de fundición.
Cuando el material fundido en el molde empieza a enfriarse hasta la temperatura suficiente para el
punto de congelación de un metal puro, empieza la solidificación que involucra un cambio de fase
del metal. Se requiere tiempo para completar este cambio de fase porque es necesario disipar una
considerable cantidad de calor. El metal adopta la forma de cavidad del molde y se establecen
muchas de las propiedades y características de la fundición. Al enfriarse la fundición se remueve
del molde; para ello pueden necesitarse procesamientos posteriores dependiendo del método de
fundición y del metal que se usa. Entre ellos tenemos:

57
 El desbaste del metal excedente de la
fundición.
 La limpieza de la superficie.
 Tratamiento térmico para mejorar sus
propiedades.
 Pueden requerir maquinado para lograr
tolerancias estrechas en ciertas partes de la
pieza y para remover la superficie fundida y la
micro estructura metalúrgica asociada.
FIGURA1.Componentes de un molde
FIGURA 2. Componentes del proceso de fundición
Los moldes se clasifican según los materiales
usados en:
Moldes de arena en verde
Es el método más común que consiste en la formación del molde
con arena húmeda, usada en ambos procedimientos. La llamada
arena verde es simplemente arena que no se ha curado, es decir,
que no se ha endurecido por horneado. El color natural de la
arena va desde el blanco hasta el canela claro, pero con el uso
se va ennegreciendo. La arena no tiene suficiente resistencia
para conservar su forma, por ello se mezcla con un aglutinante
para darle resistencia; luego se agrega un poco de agua para
que se adhiera. Esta arena se puede volver a emplear solo
añadiendo una cantidad determinada de aglutinante cuando se
considere necesario.
Moldes con capa seca.
Dos métodos son generalmente usados en la preparación de moldes con capa seca. En uno la
arena alrededor del modelo a una profundidad aproximada de 10 mm se mezcla con un compuesto
de tal manera que se seca y se obtiene una superficie dura en el molde. El otro método es hacer el
molde entero de arena verde y luego cubrir su superficie con un rociador de tal manera que se
endurezca la arena cuando el calor es aplicado. Los rociadores usados para este propósito
contienen aceite de linaza, agua de melaza, almidón gelatinizado y soluciones liquidas similares.
En ambos métodos el molde debe secarse de dos maneras: por aire o por una antorcha para
endurecer la superficie y eliminar el exceso de humedad.
Moldes con arena seca.
Estos moldes son hechos enteramente de arena común de moldeo mezclada con un material
aditivo similar al que se emplea en el método anterior. Los moldes deben ser cocados totalmente
antes de usarse, siendo las cajas de metal. Los moldes de arena seca mantienen esta forma
cuando son vaciados y están libres de turbulencias de gas debidas a la humedad.
Moldes de arcilla.
Los moldes de arcilla se usan para trabajos grandes. Primero se construye el molde con ladrillo o
grandes partes de hierro. Luego, todas estas partes se emplastecen con una capa de mortero de
arcilla, la forma del molde se empieza a obtener con una terraja o esqueleto del modelo. Luego se
permite que el molde se seque completamente de tal manera que pueda resistir la presión
completa del metal vaciado. Estos moldes requieren de mucho tiempo para hacerse y su uso no
es muy extenso.
Moldes furánico.
El proceso es bueno para la fabricación de moldes usando modelos y corazones desechables. La
arena seca de grano agudo se mezcla con ácido fosfórico el cual actúa como un acelerador. La
resina furánica es agregada y se mezcla de forma continua el tiempo suficiente para distribuir la

58
resina. El material de arena empieza a endurecerse casi de inmediato al aire, pero el tiempo
demora lo suficiente para permitir el moldeo. El material usualmente se endurece de una a dos
horas, tiempo suficiente para permitir alojar los corazones y que puedan ser removidos en el
molde. En uso con modelos desechables la arena de resina furánica puede ser empleada como
una pared o cáscara alrededor del modelo que estará soportado con arena de grano agudo o en
verde o puede ser usada como el material completo del molde.
Moldes de CO2.
En este proceso la arena limpia se mezcla con silicato de sodio y es apisonada alrededor del
modelo. Cuando el gas de CO2 es alimentado a presión en el molde, la arena mezclada se
endurece. Piezas de fundición lisas y de forma intrincada se pueden obtener por este método,
aunque el proceso fue desarrollado originalmente para la fabricación de corazones.
Moldes de metal.
Los moldes de metal se usan principalmente en fundición en matriz de aleaciones de bajo punto
de fusión. Las piezas de fundición se obtienen de formas exactas con una superficie fina, esto
elimina mucho trabajo de maquinado.
Moldes especiales.
Plástico, cemento, papel, yeso, madera y hule todos estos son materiales usados en moldes para
aplicaciones particulares.
El molde debe poseer las siguientes características:
 Debe ser lo suficientemente fuerte para sostener el peso del metal.
 Debe resistir la acción de la erosión del metal que fluye con rapidez durante la colada.
 Debe generar una cantidad mínima de gas cuando se llena con el metal fundido. Los gases
contaminan el metal y pueden alterar el molde.
 Debe construirse de modo que cualquier gas que se forme pueda pasar a través del
cuerpo del molde mismo, más bien que penetrar el metal.
 Debe ser suficientemente refractario para soportar la alta temperatura del metal y poderse
desprender con limpieza del colado después del enfriamiento.
 El corazón debe ceder lo suficiente para permitir la contracción del colado después de la
solidificación.
MAQUINAS PARA MOLDEO
Estas máquinas ofrecen velocidades más altas de producción y mejor calidad de los colados
además de mano de obra ligera y costos más bajos.
Máquinas de moldeo por sacudida y compresión
Consta básicamente de una mesa accionada por dos pistones en cilindros de aire, uno dentro del
otro. El molde en la mesa se sacude por la acción del pistón inferior que eleva la mesa en forma
repetida y la deja caer bruscamente en un colchón de rebote. Las sacudidas empacan la arena en
las partes inferiores de la caja de moldeo pero no en la parte superior. El cilindro más grande
empuja hacia arriba la mesa para comprimir la arena en el molde contra el cabezal de compresión
en la parte superior. La opresión comprime las capas superiores de la arena en el molde pero
algunas veces no penetra en forma efectiva todas las áreas del modelo.
Máquinas de sacudida y vuelco con retiro del modelo
En esta máquina una caja de modelo se coloca sobre un modelo en una mesa, se llena con arena
y se sacude. El exceso de arena se enrasa y se engrapa un tablero inferior a la caja de moldeo. La
máquina eleva el molde y lo desliza en una mesa o transportador. La caja se libera de la máquina,
el modelo se vibra, se saca del molde y se regresa a la posición de carga. Máquinas similares
comprimen y también sacuden.
Máquina lanzadora de arena
Esta máquina logra un empaque consistente y un efecto de apisonado lanzando arena con alta
velocidad al modelo. La arena de una tolva se alimenta mediante una banda a un impulsor de alta

59
velocidad en el cabezal. Una disposición común es suspender la lanzadora con contrapesos y
moverla para dirigir la corriente de arena con ventaja dentro de un molde. La dureza del molde se
puede controlar mediante el operador cambiando la velocidad del impulsor y moviendo la cabeza
impulsora. Su principal utilidad es para apisonar grandes moldes y su única función es empacar la
arena en los moldes. Generalmente trabaja con el equipo de retiro del modelo.
Los procesos de moldes en fundición comercialmente ordinaria pueden ser clasificados
como:
Moldeo en banco
Este tipo de moldeo es para trabajos pequeños, y se hace en un banco de una altura conveniente
para el moldeador. En estos tipos de moldeo se producen grandes cantidades, también se utilizan
placas correlativas que son modelos especiales metálicos de una sola pieza al igual que las cajas
de tableros de soporte que permiten sacar con facilidad el modelo del molde de arena, el cual se
puede volver a utilizar.
Moldeo en piso
Cuando las piezas de fundición aumentan de tamaño, resulta difícil su manejo, por consiguiente,
el trabajo es hecho en el piso. Este tipo de moldeo se usa prácticamente todas las piezas
medianas y de gran tamaño. Suelen ser muy costosos, tienen el mismo procedimiento que el
moldeo en banco salvo las características ya mencionadas.
Moldeo en fosa
Las piezas de fundición extremadamente grandes son moldeadas en una fosa en vez de moldear
en cajas. La fosa actúa como la base de la caja, y se usa una capa separadora encima de él. Los
lados de la fosa son una línea de ladrillos y en el fondo hay una capa gruesa de carbón con tubos
de ventilación conectados a nivel del piso. Entonces los moldes de fosa pueden resistir las
presiones que se desarrollan por el calor de los gases, esta práctica ahorra mucho en moldes
costosos.
Molde en máquina
Las maquinas han sido construidas para hacer un número de operaciones que el moldeador hace
ordinariamente a mano, tales como apisonar la arena, voltear el molde completo, formar la
alimentación y sacar el modelo; todas estas operaciones pueden hacerse con la maquina mucho
mejor y más eficiente que a mano.
TIPOS DE MODELOS
Existen dos tipos de modelos:
 REMOVIBLES
 DESECHABLES
REMOVIBLES
La realización de un modelo removible primero se analizan la construcción de una caja de modelo
Una caja de modelo consta de dos partes. Una parte superior que se le llama tapa y una parte
Inferior se llama base. Si la caja la forman tres partes a la del centro se le llama parte central. Las
partes de la caja se mantienen en una posición definida unas con respecto a las otras por medio
de unos pernos colocados en dos lados opuestos do la base que encajan en agujeros de unos
ángulos sujetos a los lados de las tapas. El primer paso en la elaboración de un molde es el de
colocar el modelo en el tablero de moldear, que coincide con la caja de moldeo. Enseguida se
coloca la tapa sobre el tablero con los pernos dirigidos hacia abajo. Luego se criba la arena sobre
el modelo para que lo vaya cubriendo la arena deberá compactarse con los dedos en torno al
modelo, terminado de llenar completamente la tapa. Para moldes pequeños, la arena se compacta
firmemente con apisonadores manuales. El apisonado mecánico se usa para moldes muy grandes
y para moldeo de gran producción. El grado de apisonado necesario solo se determina por la
experiencia. Si el molde. Si el molde no ha sido lo suficiente apisonado no se mantendrá en su
posición al moverlo o cuando el metal fundido choque, con él. Por otra parte, si el apisonado as

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